突破外国垄断 这些上市公司引领新材料专利大比拼
日期:2023-01-16 02:01

作者: 陈姗姗

作为高新技术产业的“底盘”技术,中国新材料行业正处于“黄金发展期”,2022年市场规模预计可达8万亿元,近五年复合增长率达到22%。

在这样的增长态势下,新材料领域的研发活动在最近几年越来越活跃。其中,钢铁材料是新材料里技术增长最快的细分赛道,此外,新材料下游应用的龙头企业也在加速入局上游材料领域。

其中哪些公司更加突出?第一财经记者根据智慧芽提供的近年来专利申请和授权等相关数据进行了盘点。

研发增速高于行业平均水平

智慧芽的数据显示,新材料领域在2022年的研发指数(2022年1~11月)在110.1和145.5之间波动,均值约为123.8,即研发活动规模同比增长23.8%,比全行业增速高出8.3个百分点。

衡量研发产出的一个重要方面是发明专利,过去12个月(2021年12月至2022年11月),中国新材料行业的发明专利申请量达到164798件,同比增速达到19.0%,高于全行业增速约6个百分点;发明专利授权量达到90458件,同比增速达16.1%,高于全行业增速约2个百分点,发明专利授权量自2018年以来逐年增加。

新材料领域的研发持续增长背后,是新材料产业规模的迅速扩大。2022年9月,工业和信息化部原材料工业司副司长邢涛就曾公开表示,我国新材料产业在创新能力、产业规模、集聚效应等方面取得了长足进步。

2012年以来,新材料产业总产值年复合增长率超过20%,在原材料工业占比达15%,形成了全球门类最齐全、规模第一的材料产业体系;与此同时,企业实力也不断壮大,培育形成了以材料为特色的单项冠军企业196家、专精特新“小巨人”企业998家,并形成了环渤海、长三角和珠三角地区为代表的新材料产业聚集区,培育了4个先进制造业集群、14个战略性新兴产业集群、19个创新型产业集群、96个新型工业化产业示范基地。

从技术研发领域来看,过去一年在新材料领域最热门的技术主题包括电极材料、合金材料、合成树脂、陶瓷材料、高分子化合物等;电极材料、合金材料、高分子化合物也是过去一年新材料领域成长最快的技术主题,其年度发明专利申请量同比前一年分别增长50%、40%、32%。

目前,我国自主研发的一批新材料已经有力保障了航空航天、信息通信等重大装备重大工程。比如复合材料主结构件应用于“天和号”空间站核心舱;铝合金厚板等应用于国产C919大飞机;超纯净、超均匀集成电路材料取得突破;0.015毫米“手撕钢”实现世界首创等。

钢铁材料引领技术增长

那么,又是哪些公司重点在新材料领域加大研发投入力度呢?

根据智慧芽的统计数据,从行业格局看,过去12个月,按发明专利申请量来看,新材料领域技术积淀的前五名包括 中国石化 ( 4.450 , 0.01 , 0.23% ) 万华化学 ( 93.330 , 2.13 , 2.34% ) 、宝钢、 金发科技 ( 9.700 , 0.05 , 0.52% ) 中国石油 ( 5.090 , 0.05 , 0.99% ) ,12个月内发明专利申请量均超过500件。

从发明专利申请增速看,技术增长最快的企业是包头钢铁和一汽,发明专利申请量同比增长均超过100%,其次是华为、 山东钢铁 ( 1.480 , 0.01 , 0.68% ) 、山西太钢,同比增速约在60%~70%。

由此可见,钢铁材料是新材料里技术增长最快的细分赛道,此外,新材料下游应用的龙头企业也在加速入局上游材料领域。

钢铁材料在新材料领域的技术增长最快,与整个钢铁行业面临的转型升级不无关系。

目前,我国的钢铁年产量已经突破10亿吨,占全球产量比重超过一半,然而,产能过剩压力一直存在,钢铁企业要从同质化竞争的红海中持续生存,就必须加大研发投入,向高端技术和产品的蓝海市场拓展。

在工业和信息化部制定的《“十四五”原材料工业发展规划》中,也明确提到支持钢铁企业瞄准下游产业升级与战略性新兴产业发展方向,重点发展高品质特殊钢、高端装备用特种钢、核心基础零部件用钢等关键品种,力争每年突破5种左右关键钢铁新材料,满足重大技术装备和重大工程的用钢需求。

而在工信部2021年底印发的《重点新材料首批次应用示范指导目录》(下称《目录》)中,也涉及38种钢铁材料,主要聚焦在海洋工程用钢、交通装备用钢、能源装备用钢、航空航天用钢、电子信息用钢等方面。

《目录》中还提到了先进化工材料和先进无机非金属材料等关键战略材料,而这些也正是新材料下游应用的龙头企业在加速布局的领域。

打破国外垄断,龙头公司硬核破局

通过梳理智慧芽提供的2021年和2022年发明专利申请量、授权量,以及发明专利总价值,发明专利总被引用次数四大维度前100名企业,第一财经记者发现,新材料行业里有这些公司值得重点关注。

其中,中国石油化工股份有限公司(下称“中国石化”)、宝山钢铁股份有限公司(下称“ 宝钢股份 ( 5.980 , 0.05 , 0.84% ) ”)、 宁德时代 ( 439.500 , 6.00 , 1.38% ) 新能源科技有限公司(下称“宁德时代”)和金发科技股份有限公司(下称“金发科技”)四家公司,近两年的发明专利申请量,授权量,以及发明专利总价值,发明专利总被引用次数四个维度的排名均位居前列,尤其在先进材料领域获得突破性进展,作为行业头部公司实至名归。

中国石化在过去两年中,上述的几个维度大部分都位列第一,除了传统的油气勘探开发和天然气产销建设业务,公司把重要的一部分资本支出放在了化工高端材料项目的研发上。根据公司的最新财报,中国石化一直在加大高端产品和新材料研发力度,提升茂金属聚烯烴、碳纤维等高附加值产量,持续聚焦关键核心技术攻关。比如大丝束碳纤维的量产,就破除了我国碳纤维生产和装备受制于人的被动局面,真正实现自主可控。截至目前,中国石化已累计拥有碳纤维相关专利251项、碳纤维复合材料专利46项,专利排名国内第一、世界第三。

近两年,宁德时代的专利申请量和授权量也都稳定在前十位,代表商业价值的发明专利总价值更是在2021年和2022年分别列第三位和第五位。

作为全球领先的锂离子电池研发制造企业,宁德时代一直在通过材料研发、产品研发等技术创新,引领电池向数智化加速转型。

2022年前三季度,公司研发费用106亿元,同比增长130%,拥有及正在申请的国内外专利合计14040项,主导或参与修订超过80项国内外标准,并在宁德、溧阳、上海、厦门以及德国慕尼黑设立了五大研发中心,研发人员超过14000人。

目前,公司在无贵金属、无钴、无负极锂金属、固态电池等前沿领域的研发水平均居全球领先位置,而在2021年全球首发的钠离子电池,更是希望通过技术创新解决资源依赖。

此外,宁德时代研发的长寿命电池已应用于福建晋江30MW/108MWh储能电站,304Wh/kg高比能动力电池及模组则打破了高端电池日韩垄断的竞争格局,是新能源汽车发展的关键技术。

主营化工新材料研发、生产和销售的金发科技,近两年的专利申请量一直稳定在前四,专利授权量也在逐年增加,从2021年的第17位跃升到2022年的第5位。

该公司是亚太地区规模最大、产品种类最为齐全的改性塑料生产企业,近年来,围绕高分子材料,逐步实现了从单一改性塑料到多品种化工新材料的升级,产品结构不断向产业高端和高附加值的方向延伸。

金发科技的研发路径与下游行业的需求密切相关。为了强化行业技术研究,该公司成立了行业研究部,下设汽车、家电、5G与消费电子、轨道交通与电动工具、绿色包装、医疗健康等行业研究模块及相对应的技术支持与服务模块,以行业关键共性技术为研究方向,紧跟行业发展和前沿技术应用,并与业内头部企业建立联合研发实验室,开发出低模垢阻燃、高透激光焊接、高速稳定挤出等多种先进高分子材料。

截至2022年6月30日,该公司累计申请国内外专利共计4937件,其中包含3623件发明专利,638件实用新型,34件外观设计,388件PCT,254件国外专利,已获得的各类专利数量在国内制造业企业中处于顶尖水平。

根据金发科技的半年报,公司在高性能碳纤维及复合材料等新材料领域的收入持续增长;开发的低杂质含量PPSU材料取代黄铜,在地暖和饮用水管接头上实现大批量销售,打破了国外垄断;开发的低析出低腐蚀的红磷阻燃尼龙材料、高耐溶剂PPE材料、 抗电磁屏蔽PC材料、高CTI和IPT材料等产品已达到国际先进水平,在光伏领域得到广泛应用,打破了国外材料的垄断地位。

而作为国内钢铁行业的头部企业,宝钢股份在近两年的新材料专利申请量和授权量方面,排名均在前三位,专利申请总价值也位列前十,专利被引用次数也从2021年的第五上升到2022年的第二位。

根据宝钢股份的半年报,2022年上半年,公司“百千十”产品实现销售1228万吨,其中取向硅钢销量同比增长11.2%;新能源汽车用无取向硅钢销量同比增长43%;厚板产品盈利能力改善明显,上半年公司吨钢利润位居行业前列。

据记者了解,仅在2022年上半年,宝钢股份就有6项产品全球首发,“无取向硅钢面织构控制技术”等23项标志性技术取得突破,2021年全年,以B23HS075耐热刻痕产品、B96SiQL高强度高扭转桥梁缆索钢丝用盘条为代表的13项产品实现全球首发。

这些公司的专利价值有待提升

目前,在我国的粗钢产量排名中,宝钢股份所属的宝武集团位列第一,鞍钢集团位列第二,而鞍钢集团旗下的 鞍钢股份 ( 2.710 , 0.02 , 0.74% ) ,也在智慧芽新材料行业发明专利前100名的企业名单中。

2021年和2022年,鞍钢股份的发明专利申请量和授权量大多位列百强企业的前十位,不过,其2021年的发明专利总价值未能入列百强榜,而2022年的发明专利总价值则升至第87位。

智慧芽的数据显示,鞍钢股份2022年发明专利申请量与宝钢股份相差不到一倍,但发明专利总价值则相差十倍,鞍钢为638350美元,宝钢为8101300美元。

根据智慧芽方面的介绍,企业层面的发明专利总价值,可以用于衡量一家企业的技术总资产的价值水平。该专利价值评估体系是采用技术价值、法律价值、市场价值、战略价值、经济价值五大维度共计80多个指标计算得到估值数据。

那么,为什么鞍钢在专利价值上的表现不如专利发明申请量和授权量出色?

其实,鞍钢被誉为“新中国钢铁工业的摇篮”和“共和国钢铁工业的长子”,以专利申请、授权数量和专有技术数量为标志的知识产权工作一直在冶金行业位于第一梯队,研发投入也在逐年增加。

根据鞍钢股份的财报,2021年公司的研发投入26.44亿元,2020年则为15.75亿元。

多位钢铁业内人士告诉记者,与后来建厂的宝钢相比,鞍钢承担了更多国家所需军工项目用钢的研发任务。包括核电用钢,海工用钢等钢铁新材料很多已经成功替代进口,但应用范围不会很广,有些甚至还只是作为储备,并不急于投入大规模生产,这就无法在专利价值方面有更全面的体现。

不过最近几年来,鞍钢也开始加大市场化高价值钢材品种的研发力度。2022年,公司的新能源汽车用硅钢开发就取得新成果,高磁感无取向硅钢35ADG1900B和30ADG1500牌号成功完成试制,性能指标达到行业先进水平,新能源汽车用硅钢也成为鞍钢硅钢新的效益增长点。

相比之下,排名我国粗钢规模第三位和第四位的沙钢集团和河钢集团,在新材料领域的专利发明、授权和总价值等多个维度的排名,都与其行业地位不太匹配,排名落后于粗钢规模远小于它们的马钢、首钢、南钢、攀钢、华菱等钢厂。尤其是在发明专利总价值方面,2021年沙钢研究院位列97,2022年沙钢集团位列70,而河钢集团在最近两年都没能入列百强榜。

对此,多位钢铁业内人士对记者指出,相比宝钢与鞍钢,甚至南钢、马钢等中型钢厂,沙钢与河钢对产品研发创新方面的重视的确有待进一步提高,而最近沙钢决定从复星手中收购在研发创新方面一直投入力度比较大的南钢,也是希望通过兼并收购的方式弯道超车。

而作为“三桶油”之一的中国石油,近两年在新材料领域的发明专利申请量和授权量大多在前五位,但2022年的发明专利总价值和总被引用次数却都在30名以外,与“三桶油”另一家中国石化的排名相差不小。

作为我国油气行业占主导地位的最大的油气生产和销售商,中国石油在新材料业务上的投入主要集中在化工新材料方面。近年来,该公司投入大量资源在技术研发上。

2022年上半年,中国石油在炼油与化工分部的资本性支出168.27亿元,除了用于广东石化炼化一体化项目、吉林石化ABS项目等转型升级项目,主要就用在了新材料新技术研发项目上。上半年化工新材料产量大幅增长,预计全年生产新材料产品85万吨,同比增长55%。其中医用聚烯烃、SSBR、PETG、负极焦等多个产品已形成工业产能。

这些公司快速崛起

上面提到过的 南钢股份 ( 3.280 , 0.01 , 0.31% ) ,近两年在新材料领域的专利申请量、授权量和被引用次数都稳定在十名前后,但专利总价值在2022年的排名,比2021年有较大幅度的提升,从2021年的第83位跃居2022年的第40位。

南钢股份在新材料领域的投入,主要集中在钢铁新材料和非钢铁新材料两部分,专利申请数量位居全球钢铁行业TOP10的第七位,技术竞争力进入世界钢铁行业排名前十。

在钢铁新材料领域,公司在重点高端品种研发推广方面取得了不少重大突破。包括在国内率先成功开发了具有自主知识产权的低温型钢,成功应用于我国自主设计建造的大型液化石油气、液化乙烯等高技术船舶工程,国内独家供货替代进口,突破了国外公司的技术垄断。

再比如成功研发出超宽超厚海上风电钢、攻克5Ni型钢、高层建筑结构用大厚度钢板、无磁钢、高级别水电钢、超大输量低温厚壁管线钢板、液化天然气或液化乙烯储罐用绿色节镍型高合金钢、高压储氢用钢、美标高强度结构钢板、超高热输入焊接用钢等难题。

而在非钢铁新材料领域,南钢则通过投资安徽金元素、浙江 万盛股份 ( 12.200 , -0.03 , -0.25% ) 、河南安阳合力等企业,加速布局金属复合材料、高端装备用特种合金、汽车轻量化材料、精细化工新材料等领域。

其中,万盛股份就是磷系阻燃剂全球龙头,南钢以万盛股份为平台,持续发力上游资源端布局,重点关注新能源电池材料、日用化学品材料、电子材料、生物基双碳等有机新材料领域的投资。

安徽金元素复合材料有限公司则是国内最大的金属复合材料生产基地,自2019年起连续保持市场占有率第一。

此外,西安宏星电子科技股份有限公司(下称“宏星浆料”)在智慧芽的新材料领域专利申请量、授权量和总价值维度都未进百强榜,但专利被引用次数却从2021年的39名跃居2022年的第三位。

宏星浆料成立于2007年,前身是成立于1987年的国营4310厂电子浆料研究所,是国内从事电子浆料研制和生产的单位之一。

公司于1990年引进日本金属矿山株式会社电子浆料生产线及制备技术,通过多年的自主开发,形成了系列导体浆料、电阻浆料、介质浆料、有机浆料及各种超细粉体材料的产品体系,产品被应用于厚膜集成电路、片式电阻、片式电感、LTCC、MLCC、汽车玻璃、 太阳能 ( 7.610 , -0.06 , -0.78% ) 光伏、加热器等领域。

电子浆料是电子元器件、厚膜混合集成电路、高密度集成组件的基础功能材料,属于国家战略性新兴产业重点发展领域。长期以来,我国军用及高端民用电子浆料几乎全部依赖美日进口,加之低端重复投资,使人才、资金等科技资源分散,长期处于仿制阶段。

而作为我国较早从事电子浆料科研生产的单位,宏星浆料曾在2020年启动科创板的上市辅导,当时提供的辅导信息中提及,宏星浆料是国内电子浆料“替代进口”的主力单位,并在中国电子元件行业协会出具的材料中被认为代表了中国电子浆料的技术水平。

责任编辑:李桐

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